高功率因數(shù)的無電解電容AC-DC LED驅(qū)動電源的研究.pdf

1、高亮度發(fā)光二極管（HighBrightnessLightEmittingDiode,HB-LED,后文簡稱LED）具有發(fā)光能效高、光學(xué)性能好、壽命長、環(huán)境友好等優(yōu)點，是極具發(fā)展前景的新一代綠色照明光源。高品質(zhì)的LED驅(qū)動電源是構(gòu)成LED照明系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，直接影響LED照明系統(tǒng)的整體性能。為了滿足相關(guān)照明功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，交流供電的LED驅(qū)動電源需要含有PFC功能。在含有PFC前級的兩級式LED驅(qū)動電源中，母線儲能電容通常選用容值較大的電解

2、電容，用來平衡輸入和輸出的功率。但是目前電解電容的壽命（通常5000h/105℃）遠遠短于LED的壽命（100000h），所以長壽命的LED驅(qū)動電源是LED照明系統(tǒng)關(guān)鍵問題的重要研究方向之一。
　　為了減小兩級式LED驅(qū)動電源中儲能電容容值，使得能夠在體積和成本相同的情況下，用長壽命的薄膜電容取代電解電容，本文提出了用兩倍電網(wǎng)頻率的脈動電流驅(qū)動LED的方法。在輸入功率的峰值處，增大LED的能量消耗，從而減小儲能電容的功率脈動，達到

3、減小儲能電容容值的目的。本文詳細推導(dǎo)了輸出驅(qū)動電流為兩種脈動電流（有偏置的正弦波疊加形式和PWM方波形式）的情況下，儲能電容容值和儲能電容電壓紋波大小的關(guān)系。與恒定直流驅(qū)動相比，在保證輸入電流PF值為0.99，儲能電容電壓紋波不變和LED脈動電流峰均比為1.33時，采用PWM方波形式的方案能夠?qū)δ茈娙萑葜禍p小到52.7％。分析了對LED進行PWM調(diào)光后儲能電容電壓的變化，得到在100%光通量處進行器件的選型和設(shè)計是可行的。論文還給出了

4、兩種脈動驅(qū)動電流的具體實現(xiàn)方法。
　　當(dāng)輸入端含有3次諧波時，能夠減小輸入功率的脈動量。本文分析了前級PFC變換器控制電路中電壓補償器的輸出電壓對輸入電流THD、PF和儲能電容脈動電壓的影響，推導(dǎo)了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，模型證明了控制電壓補償器的輸出電壓的脈動能夠減小儲能電容容值。結(jié)合控制電壓補償器引入諧波和PWM方波驅(qū)動LED的方法，能夠?qū)δ茈娙萑葜颠M一步減小，同時保證高功率因數(shù)。
　　基于上述減小儲能電容容值的理論分析，本文